10.1 气候变化背景下淮河流域旱涝特征

10.1 气候变化背景下淮河流域旱涝特征

随着全球气候的变化,气候异常似乎成为常态,气候的自然变化叠加人类活动的影响,未来气候如何变化具有不确定性。在这样的气候背景下,淮河流域的旱涝和冷暖气候也发生了相应的改变,过渡带气候的脆弱性充分显现,旱涝特征突出体现在以下几个方面:

(1)淮河流域南北气候分界线的位置与夏季降水量呈明显的负相关。气候分界线向北移动,表明冷空气弱,淮河流域夏季降水量减少;而气候分界线向南移动,则表明冷空气强,淮河流域夏季降水会增多。淮河流域过去60年(1951—2010年)中北亚热带和暖温带的气候界线南北振幅变大,平均位置有北移趋势。其中,降水量资料是从1953年开始统计,温度资料是从1952年开始统计。

(2)60年来的气候变化中,多年平均年降水量总体变化不大(图10.1-1)。年降水量无明显的增加或减少趋势,但汛期降水量增加显著(图10.1-2)。从年降水量的年代际分析可看出(图10.1-1),降水量最多为20世纪50年代,多年平均年降水量为952mm;其次为60年代的907mm。最近20年的多年平均年降水量为872mm,比历年平均值898mm偏少约3%。21世纪前10年平均年降水量为916mm,比历年平均值偏多约2%。

图示

图10.1-1 1951—2010年淮河流域年降水量变化图

图示

图10.1-2 1951—2010年淮河流域历年汛期(6—9月)降水量变化图

(3)60年气候变化中,多年平均温度升高十分明显(图10.1-3)。从淮河流域历年的气温变化看,从20世纪70年代开始,年平均气温持续上升。淮河流域年平均气温为14.5℃,20世纪60—80年代,温度有一定幅度的下降;而进入90年代后,特别是1995年以来,温度持续上升;21世纪的前10年温度增暖趋势尤其明显,年平均温度达到了15.2℃,比20世纪50年代的14.1℃上升了1.1℃。淮河流域年平均最高气温出现在2007年,为15.7℃。冬季气温升高是最明显的特征,连续出现暖冬现象。(https://www.daowen.com)

(4)梅雨降水异常仍然是流域性大洪水的主要原因。梅雨期间,在副高和高纬度阻塞形势相对稳定的条件下,副高脊线在北纬23°~25°附近稳定少动,配合北方冷空气南下,中低层切变线、低涡、低空急流与地面梅雨锋、江淮气旋立体组合,极易在淮河流域形成持续性暴雨、大暴雨,从而形成大涝年,而低空急流、低涡切变线、气旋波、西风槽就是造成江淮流域降水异常的主要天气系统。根据1951—2010年资料统计分析,淮河流域暴雨的76%与低空急流有关,68%受低涡切变线影响,49%来自于气旋波,35%的受西风槽控制。另外,台风或台风倒槽形成的暴雨约占12%。

图示

图10.1-3 1951—2010年淮河流域平均温度变化图

(5)淮河流域中游的严重洪涝灾害是由该区域特殊的降水气候特征决定的,导致严重洪涝的日降水量、过程降水量和月极端降水量在该区域都存在明显的高值区和低重现期。由于致洪暴雨天气系统的组合集中交汇点也处于该区域,加之受江淮梅雨影响,淮河中游地区降水量普遍较大,极端降水事件发生更频繁。

(6)淮河流域历史上经历过多次极端异常的旱涝事件,与历史时期极端旱涝事件相比较,现代的极端旱涝事件没有超出历史时期的幅度,处在相同的变化范围内。历史和现代气候变化与淮河流域旱涝表现出不同的特点,但某些方面也有相似性。

(7)淮河流域旱涝与气候变化具有暖涝、暖旱、冷涝、冷旱4种组合。根据历史对比法、概率估计法和数值模拟方法分析结果,未来50年淮河流域仍以旱涝异常气候为特点,可能经历“暖涝转冷旱”的趋势,前期以暖涝及旱涝异常幅度加大为主要特征,后期可能进入偏冷和偏旱阶段。

无论是各种情景模式预测,还是我国气象学家的研究结果都显示,未来50年淮河流域随着降水重现期的延长和极端值出现概率的增大,其极端降水量也将增大。在全球平均温度上升的气候变化背景下,未来50年淮河流域旱涝灾害依然会交替出现,气候变化幅度增大所引发的高影响天气事件、极端天气事件以及气候异常事件发生的概率也将增加。淮河流域的特殊地形和下垫面条件,加上南北气候过渡带气候的脆弱性、旱涝急转的频发性、降水时空分布的不均匀性和致洪暴雨天气系统组合的多样性,决定了淮河流域旱涝灾害复杂多变的特征;旱涝灾害不仅长期存在,而且灾害的强度和发生频率也将有增加的趋势。因此,应该高度关注和重视淮河中游地区的洪涝灾害问题,在未来的淮河治理重大问题研究中,应提出有针对性的工程措施和非工程对策。